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    超高層建筑幕墻面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)

    來源:沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司  作者:孟根寶力高  日期:2013-12-16
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      摘要:幕墻作為建筑功能外皮,是建筑內(nèi)外空間之間能量、物質(zhì)和信息交流過渡層,將逐漸向建筑“皮膚”方向發(fā)展,對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑各項(xiàng)功能起著重要作用。隨著高層建筑特別是超高層建筑迅猛發(fā)展,幕墻面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。超高層建筑具有對(duì)建筑重量敏感,能力消耗總量大,對(duì)智能化控制依賴度高,安全要求高等特點(diǎn)。本文綜合分析幕墻面臨的挑戰(zhàn),結(jié)合幕墻新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),試圖回答:迎接挑戰(zhàn)的對(duì)策,并提出幕墻新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展路徑建議,揭示幕墻發(fā)展既是被挑戰(zhàn)的結(jié)果,又是超髙層建筑發(fā)展推動(dòng)力之一的事實(shí)。   關(guān)鍵詞:幕墻新技術(shù)、超高層建筑節(jié)能舒適、智能化、集成化、數(shù)據(jù)化

      3.2集成技術(shù):

      幕墻功能越來越超越單一的遮風(fēng)擋雨功能,想多樣化集成化發(fā)展。包括:

      集成雨水收集系統(tǒng)

      集成光伏發(fā)電系統(tǒng)

      集成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

      集成綠色植物

      集成LED顯示系統(tǒng)

      集成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

      ……

      3.3高效節(jié)能

      零能耗建筑是建筑節(jié)能的終極目標(biāo),不消耗常規(guī)能源,完全依靠太陽能或者其它可再生能源的建筑,達(dá)到節(jié)約或者不用傳統(tǒng)化石能源而實(shí)現(xiàn)“零排放”的目的,即大大降低其自身排放二氧化碳等溫室氣體,高效循環(huán)收集利用再生能源。

      ·零能耗建筑的評(píng)估方法:

      A、獨(dú)立的零能耗建筑。不依賴外界的能源供應(yīng),建筑利用其自身產(chǎn)生的能源獨(dú)立運(yùn)行。這是真正意義上的零能耗建筑。

      B、收支相抵的零能耗建筑。這種“自循環(huán)”式的模式不是不耗能、不排放,而是指建筑在實(shí)現(xiàn)低能耗的基礎(chǔ)上補(bǔ)充太陽能、風(fēng)能和地表能等可再生資源,并且能夠?qū)U棄的能量回收再利用的模式,達(dá)到節(jié)約或者不用傳統(tǒng)化石能源的目的。

      C、使用外部綠色能源的零能耗建筑。在建筑之外利用風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等這些城

      市新能源,來支持建筑運(yùn)行的能源需求。

      D、將上述模式有機(jī)結(jié)合而成的多樣化零能耗建筑。

      ·零能耗建筑的要素:

      零能耗---對(duì)不可再生能源的消耗低,甚至是不消耗不可再生能源。建筑的全部能量來自于太陽能、風(fēng)能等綠色環(huán)保的可再生能源。

      零排放---能量形式在轉(zhuǎn)換過程中的損失低,即在消耗能源的過程中沒有碳排放。

      自循環(huán)---把支撐人類活動(dòng)中無效消耗的能量通過某些裝置貯存起來,以備重新進(jìn)行有效利用。

      ·降低建筑能耗的措施:

      A、創(chuàng)建綠色建筑。

      在建筑設(shè)計(jì)中把握好自然通風(fēng)、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫、智能空調(diào)、太陽能利用、水循環(huán)使用、“Reduce/Reuse/Recycle”材料利用理念等“綠色技術(shù)”的推廣應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)建筑本身不消耗或少消耗常規(guī)能源,不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢水廢物,不無故浪費(fèi)自然資源,不惡化自然環(huán)境的目標(biāo)。

      充分利用自然采光,可替代部分燈具照明。外窗面積要符合節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。窗戶采光與遮陽措施密切配合,可大大提高采光效率。

      遮陽技術(shù)不可忽視。通過采取遮陽措施,可以提高外窗的保溫隔熱性能,以滿足節(jié)能要求。

      外門窗隔熱是節(jié)能的重要方面。據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn),外墻門窗宜采用鋁合金斷熱窗框及中空LOW-E玻璃;天窗宜采用雙中空安全LOW-E玻璃。這樣做可以有效地提高外門窗的節(jié)能效果。

      圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)是復(fù)合性隔熱墻體。

      B、太陽能的利用:

      太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性、

      確實(shí)的長(zhǎng)壽命和免維護(hù)性、資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略

      中具有重要地位。我們對(duì)太陽能的利用大致可以分為光電轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換及光光轉(zhuǎn)換三種方式。

      C、風(fēng)能的利用:

      我國陸地10m高度層風(fēng)能總儲(chǔ)量32.26億kW,居世界第一位;但風(fēng)電裝機(jī)容量只有德國的3.88%,印度的三分之一。目前風(fēng)電已成為中國應(yīng)對(duì)能源和環(huán)境挑戰(zhàn)、實(shí)施低碳能源戰(zhàn)略的重要組成部分。根據(jù)中國風(fēng)能資源潛力和開發(fā)成本評(píng)價(jià),風(fēng)電在中長(zhǎng)期具有數(shù)億干瓦經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量的潛力。

      D、雨水的收集及利用:

      我國是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國家,人均水資源量?jī)H為世界人均占有量的1/4,而且我國水資源分布存在顯著的不均勻。因此近年我國為緩解北方嚴(yán)重缺水的局面正著手進(jìn)行南水北調(diào)工程,該項(xiàng)目工程量大、工期長(zhǎng)。作為缺水地區(qū)不能坐等外源調(diào)水,應(yīng)充分開發(fā)和回收利用當(dāng)?shù)匾磺锌赡艿乃Y源,其中城市雨水就是長(zhǎng)期忽視的一種水資源。通過雨水的合理收集與利用,補(bǔ)充地下水源,削減城市洪峰流量,有效控制地面水體的污染,對(duì)改善城市的生態(tài)環(huán)境、緩解水資源緊張的局面有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

      E、雷電帶給人們的思考:

      雷電的電能非常巨大,隨著氣象科技的迅猛發(fā)展和航空航天技術(shù)的日續(xù)成熟,我想在不久的將來人類將完成對(duì)雷電所產(chǎn)生電能的控制、儲(chǔ)存、利用;那時(shí),雷電的電能將會(huì)走進(jìn)干家萬戶,為人類造福。

      3.3.1案例:再生能源動(dòng)力遮陽通風(fēng)

      工程名稱:上海世博主題官

      工程地址:上海市浦東新區(qū)

      世界最大的單體太陽能屋面世界最大的生態(tài)綠墻亞洲最大的無柱展館,展館的幕墻由遠(yuǎn)大集團(tuán)承建。

      主題館屋面太陽能板面積達(dá)3萬多平方米,是目前世界最大單體面積太陽能屋面,總發(fā)電

      量2.83兆瓦,年發(fā)電量可達(dá)280萬度,相當(dāng)于上海4500多個(gè)居民一年的總用電量(如果每個(gè)上

      海居民每日用電量為1.5度),每年可減少二氧化碳排放量約2800噸,相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤

      約1000噸。圖3.3.1A為上海世博主題館.

      

      工程名稱:沈陽皇城恒隆廣場(chǎng)

      工程地址遼寧省,沈陽市,沈河區(qū)

      幕墻工程由遠(yuǎn)大集團(tuán)承建,是東北最大的BIPV光伏建筑項(xiàng)目。BIPV工程面積:約2000m2,單晶硅光伏系統(tǒng)總裝機(jī)容量為216.26干瓦,年平均發(fā)電量約15萬度,每年可減少二氧化碳排放量約120噸,相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約67噸。

      圖3.3.1B沈陽皇城恒隆廣場(chǎng)俯視照;

      

      3.4智能化技術(shù):物聯(lián)、智能

      將智能化融入于建筑之中,是現(xiàn)代化建筑發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容和發(fā)展趨勢(shì)。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的又一次變革,物聯(lián)網(wǎng)是傳感網(wǎng)的另一種提法,是當(dāng)代生產(chǎn)力發(fā)展,科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求而出現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)為二十一世紀(jì)的全球工業(yè)化、城市化進(jìn)程提供了革命性的信息技術(shù)和智能技術(shù),將通過與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面融合,成為全球新一輪社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量之一。

      物聯(lián)網(wǎng)與安防、電力、交通、醫(yī)療、物流幾大行業(yè)的聯(lián)系更加緊密,應(yīng)用層面更加廣泛和深入:在安防領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)在安防入侵、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控以及智能家居等細(xì)分安防領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用;在電力行業(yè),無線電表的遠(yuǎn)程抄表、對(duì)配電變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用電檢查、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、負(fù)荷管理、線損管理、需求管理等應(yīng)用正在逐步拓展;在交通領(lǐng)域,通過在出租車及公交車上安裝無線終端設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的管理和調(diào)度;在物流領(lǐng)域,食品、藥品等物品倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、監(jiān)測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)都不斷釋放出對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求;在醫(yī)療領(lǐng)域,面向病房、手術(shù)室、保健室等應(yīng)用場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品及解決方案正在曰趨成熟。除此之外,物聯(lián)網(wǎng)在智能樓宇、路燈監(jiān)控、動(dòng)物溯源、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面應(yīng)用步伐也在不斷加快。

      將傳感技術(shù)、智能控制技術(shù)、無線控制技術(shù)、人機(jī)交互界面應(yīng)用到現(xiàn)代雙循環(huán)幕墻產(chǎn)品中,

      通過分析光感、風(fēng)感、雨感、溫濕度感應(yīng)、煙感等多種傳感器檢則信息,實(shí)現(xiàn)外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)、

      空氣交換、采光調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、輔助排煙等多種智能化幕墻功能。

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